Η ΧΗΜΕΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΙ ΤΗΝ ΥΛΗ. Καθαρές ουσίες και μείγματα. Μέρος 1ο . Ομοιογένεια και ετερογένεια σε καθαρή ουσία και σε μείγμα μη αναμείξιμων συστατικών. Οι φάσεις σε μείγμα μη αναμείξιμων ουσιών

Δήμητρα Σπανού Χημικός, Καθηγήτρια Δ/θμιας Εκπ/σης στο 1ο Γυμνάσιο Δάφνης

υπό κατασκευή

Καθαρές ουσίες και μείγματα

Τα υλικά σώματα μπορεί να ταξινομηθούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες: Τις καθαρές ουσίες και τα μείγματα.

Οι καθαρές ουσίες. Απλές (χημικά στοιχεία) και σύνθετες (χημικές ενώσεις)

Οι καθαρές ουσίες ή χημικές ουσίες  είναι υλικά σώματα που δημιουργούνται από την συσσωμάτωση ενός τύπου  σωματιδίων με σταθερή χημική σύνθεση και χαρακτηριστικές ιδιότητες. Η καθαρή ουσία έχει ορισμένη χημική ταυτότητα και δεν μπορεί να διαχωριστεί σε συστατικά με φυσικές μεθόδους αλλά μόνο με καταστροφή χημικών δεσμών .

Οι καθαρές ουσίες μπορεί να είναι απλές (Χημικά στοιχεία) ή σύνθετες (χημικές ενώσεις)

Μείγματα δύο ή περισσότερων ουσιών. Ομοιογενή και ανομοιογενή μείγματα

Πρόκειται για ένα σύστημα που συνδυάζει δύο ή περισσότερες καθαρές ουσίες που δεν συνδέονται χημικά.

Τα μίγματα χωρίζονται σε δύο κατηγορίες. Τα ομοιογενή των οποίων τα συστατικά είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα και τα ετερογενή που τα συστατικά τους δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα. Όπως έχει αναφερθεί σε άλλο κεφάλαιο, 

Η ανάμιξη ουσιών μεταξύ τους εξαρτάται από την διαφορά τους στην διπολική ροπή τους.

Υπάρχουν ουσίες που οι διπολικές ροπές τους έχουν τιμές κοντινές και αναμειγνύονται μεταξύ τους, δηλαδή διαλύονται η μια μέσα στην άλλη σε οποιανδήποτε αναλογία και συνθήκες (όπως η αλκοόλη με μ =5,8 10³⁰ C^-1m^-1 το νερό με μ =5,9 10³⁰ C^-1m^-1

), υπάρχουν άλλες) που είναι μερικώς αναμίξιμες και

αναμειγνύονται εάν υπάρχουν ορισμένες αναλογίες και υπό συγκεκριμένες συνθήκες (όπως το νερό και η βουτανόνη 9,2 10³⁰ C^-1m^-1) ,

Αντίθετα   υπάρχουν άλλες ουσίες,  που οι τιμές των διπολικών ροπών απέχουν πολύ

 και  που δεν αναμειγνύονται καθόλου (μη αναμίξιμες), και ούτε αντιδρούν χημικά μεταξύ τους. Παράδειγμα, το λάδι και το νερό 

Τι είναι οι  φάσεις σε μια ουσία

Φάσεις λέμε, τα ομογενή μέρη ενός ετερογενούς συστήματος που οριοθετούνται από την επιφάνεια διεπαφής 

Σαν φάσεις αναφέρονται σύμφωνα με τον Gibbs αναφέρονται οι θερμοδυναμικές φάσεις

Ομοιογένεια και ετερογένεια

Αν σε ένα σύστημα υπάρχει μια μόνο φάση αυτό είναι ένα σύστημα ομογενές

Αν σε ένα σύστημα υπάρχουν περισσότερες από  μια  φάση αυτό είναι ένα σύστημα ετερογενές

Οι φάσεις συναντώνται σε: μη αναμείξιμα συστατικά ετερογενούς συστήματος αλλά και σε καθαρές ουσίες που έχουν ετερογένεια. Οι λόγοι για την δημιουργία φάσεων στις δύο περιπτώσεις είναι διαφορετικοί

Σε μια καθαρή ουσία με ετερογένεια

 η δημιουργία φάσεων οφείλεται

 α. στην διαφορά θερμοδυναμικών ιδιοτήτων σε διάφορα μέρη του συστήματος

β. στην ιδιότητα ουσιών να παρουσιάζουν αλλοτροπικές μορφές με διαφορετικές ιδιότητες

Οι φάσεις στις καθαρές ουσίες. Ποιες είναι

• Μια καθαρή ουσία μπορεί να βρίσκεται σε φάσεις που είναι η στερεά φάση, η υγρή φάση , η αέρια φάση  ή σε κατάσταση πλάσματος.
• Ακόμα, μια καθαρή ουσία μπορεί να βρίσκεται σε διαφορετικές πολυμορφικές καταστάσεις ή διαφορετικές καταστάσεις συσσωμάτωσης

Αλλά και σε ένα ομοιογενές σύστημα που περιέχει τουλάχιστον μία φάση  είναι δυνατόν να αναπτυχθούν περισσότερες  φάσεις αν επικρατήσουν διαφορετικές θερμοδυναμικές ιδιότητες ανά περιοχές. Διαχωρίζονται με βάση την διαφορά των θερμοδυναμικών ιδιοτήτων (νερό, πάγος, ατμός)

Έτσι μπορούμε να χαρακτηρίζουμε σαν φάσεις τις τις απλές καταστάσεις της ύλης που είναι η στερεά, η την υγρή και η αέρια όπως επίσης και την κατάσταση πλάσματος, εφόσον εξαρτώνται από θερμοδυναμικές παραμέτρους όπως είναι η θερμοκρασία και η πίεση

Επίσης υπάρχει και η περίπτωση να αναπτυχθούν διαφορετικές φάσεις σε σύστημα ενός συστατικού, από διαφορετικές καταστάσεις συσσωμάτωσης ή πολυμορφισμό, (ρομβικό και μονοκλινές θείο, λευκός και ερυθρός φωσφόρος, κ.α.)

 Ετερογένεια σε μείγματα

Οι φάσεις σε σύστημα μη αναμείξιμων ουσιών  

Ετερογενή συστήματα έχουμε:

 Σε ένα σύστημα πολλών μη αναμίξιμων συστατικών, οι φάσεις  έχουν διαφορετική σύσταση και δομή και  ορισμένα χαρακτηριστικά   (όπως πυκνότητα , σύνθεση, οπτικές ιδιότητες) αλλάζουν απότομα δια μέσου της διεπιφάνειας.  Παράδειγμα υγρά σταγονίδια σε αέριο 

Η αλλαγή φάσης σε ομοιογενή και ετερογενή συστήματα

Στο κεφάλαιο 

Η ΧΗΜΕΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΙ ΤΗΝ ΥΛΗ. Καθαρές ουσίες και μείγματα 2ο μέρος :  Διαμοριακές  αλληλεπιδράσεις:. Μη αναμίξιμες  ουσίες, διασκορπισμένα συστήματα και δημιουργία  φάσεων.    

γίνεται αναφορά για την έννοια των φάσεων (στις μη αναμίξιμες ουσίες)

Σαν φάσεις αναφέρονται σύμφωνα με τον Gibbs αναφέρονται οι θερμοδυναμικές φάσεις

ΠΗΓΕΣ

https://www.pharmawiki.ch/wiki/index.php?wiki=Homogen

https://stock.adobe.com/es/images/illustration-of-chemistry-pure-substances-and-mixtures-element-compound-homogeneous-heterogeneous-classification-of-matter-mixture-homogeneous-heterogeneous-and-pure-substance-element/582007180

https://www.products.pcc.eu/de/academy/homogene-und-heterogene-systeme/

ακατέργαστο

Σύνθετες καταστάσεις της ύλης: 

ΟΙ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ